小行星是太陽系家族中的一類成員，它們的“個(gè)頭”比大行星的衛(wèi)星還小得多，一般分布在火星和木星的軌道之間－－小行星帶。它們的特點(diǎn)是體積小、質(zhì)量小，最大的小行星直徑還未超過800公里。它們和大行星一樣，沿著橢圓軌道繞太陽運(yùn)行。自1801年意大利天文學(xué)家皮亞齊偶然地發(fā)現(xiàn)第一顆小行星谷神星后，至今已發(fā)現(xiàn)了上萬顆小行星，而正式注冊(cè)、取得太陽家族“公民權(quán)”的小行星到1994年底已達(dá)5300多顆。

　　小行星雖然很小，但是它們?cè)谝酝�的天文學(xué)研究中卻曾起過重要的作用。譬如，1873年，德國天文學(xué)家伽勒利用8號(hào)花神星沖日，1877年英國天文學(xué)家吉爾利用4號(hào)灶神星沖日測定日地距離，都得到了精確的結(jié)果。1930～1931年，433號(hào)愛神星大沖時(shí)，國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)組織了空前規(guī)模的國際聯(lián)測，得到了三角測量所能達(dá)到的最精確的日地距離數(shù)值14958萬公里。

　　另外，利用小行星還可以測定行星的質(zhì)量。當(dāng)某顆小行星接近大行星時(shí)，大行星對(duì)它的攝動(dòng)作用必然影響其軌道，從它軌道的微小變化中可以算出行星的實(shí)際質(zhì)量。1870年，天文學(xué)家利用29號(hào)愛姆菲特列塔接近木星時(shí)所測得的木星質(zhì)量為太陽質(zhì)量的1／1047，今天天文學(xué)家仍在采用這個(gè)數(shù)。水星、金星、土星、火星等行星的質(zhì)量均是用小行星測定的，測出的值有相當(dāng)高的準(zhǔn)確度。

　　為了改進(jìn)和提高星表的精度，國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)組織十幾個(gè)天文臺(tái)對(duì)谷神星等10顆小行星進(jìn)行長期的監(jiān)測和歸算，從實(shí)際的數(shù)據(jù)及已知的軌道根數(shù)求得黃道和天赤道的準(zhǔn)確位置。

　　小行星還為研究太陽系起源和演化提供重要線索。按照現(xiàn)代太陽系形成理論，太陽系是在46億年前由一團(tuán)混沌星云凝聚而成的。而當(dāng)初星云形成太陽系的具體過程已無法從地球或其他行星上找到痕跡了，只有小行星和慧星還保留著許多太陽系形成初期的狀態(tài)，因此它們被天文學(xué)家稱為太陽系早期的“活化石”。

　　另外，小行星的研究對(duì)于發(fā)展人類航天事業(yè)，保護(hù)地球環(huán)境，開發(fā)宇宙都有重要的意義。特別是近地小行星，它們即是潛在的礦物資源，又是小行星中最容易實(shí)現(xiàn)的航天近探的目標(biāo)。

　　小行星的直徑很小，在天文學(xué)家所獲得的幾百顆小行星半徑值中，只有幾顆較大、較近的小行星是直接測量的，其它都是用紅外波和偏振法測定的。測量表明，直徑在100公里以上的小行星大約有110顆，直徑在50公里以上的小行星大約有560顆，絕大多數(shù)小行星的直徑都在1～2公里，還不如地球上的一座山大呢！

　　至于小行星的質(zhì)量，除1號(hào)谷神星、2號(hào)智神星和4號(hào)灶神星外，所有的小行星質(zhì)量都是由它們的直徑和假定的密度推算出來的，僅有數(shù)量級(jí)的概念。一般認(rèn)為小行星的總質(zhì)量值為1000億噸，其中谷神星大約占總質(zhì)量的一半。

　　小行星的反照率取決于它們的化學(xué)組成和表面狀況。由于小行星表面各部分的反照率不同，再加上自轉(zhuǎn)，使小行星的亮度產(chǎn)生周期性的變化。根據(jù)亮度變化曲線，可測出小行星的自轉(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)軸的取向，并推測它們的形狀。從目前已知自轉(zhuǎn)狀況的200多顆小行星看來，自轉(zhuǎn)周期多數(shù)在4～16小時(shí)，平均為11.47小時(shí)。自轉(zhuǎn)軸的取向是隨機(jī)分布的。直徑大于100公里的小行星的形狀一般比較規(guī)則，接近球形，直徑小于100公里的小行星形狀則是各種各樣的，有的呈長柱形，有的猶如啞鈴，還有的甚至像是兩塊石塊粘在一起的。

　　我國紫金山天文臺(tái)從50年代末開始小行星的光電觀測，已發(fā)表了數(shù)十條小行星光度曲線，其中有些是在國際上首次發(fā)表的，由于觀測質(zhì)量高，被國外觀測者廣泛采用。

　　小行星的探測追蹤

　　1991年10月29日，“伽利略號(hào)”宇宙飛船于掠過951號(hào)小行星加斯帕（951 Gaspra），從距離1600公里處飛近探測，可以清楚地看到這顆小行星表面50米的細(xì)節(jié)特征。飛船上的近紅外測繪分光儀所作的初步測量表明，加斯帕的形狀很不規(guī)則，有可能是由一個(gè)大的母體中分裂出來的，這是宇宙飛船探測的第一例小行星。

　　1993年8月，“伽利略號(hào)”又飛經(jīng)了243 Ida（艾達(dá)）小行星，使其成為第二顆被宇宙飛船訪問過的小行星。Gaspra和Ida小行星都富含金屬，屬于S型小行星。

　　1997年 6月27日，NEAR探測器與253 Mathilde小行星擦肩而過。這次機(jī)遇使得科學(xué)家們第一次能近距離觀察這顆富含碳的 C型小行星。此次訪問由于NEAR探測器不是專門用來對(duì)其進(jìn)行考察而成為唯一的一次訪問。NEAR是用于在1999年 1月對(duì)Eros小行星進(jìn)行考察的。

　　天文學(xué)家們已經(jīng)對(duì)不少小行星作了地面觀察。一些知名的小行星有Toutais、Castalia、Vesta和Geographos等。對(duì)于小行星Toutatis、Castalia和Geographos，天文學(xué)家是在它們接近太陽時(shí)，在地面通過射電觀察研究它們的。Vesta 小行星是由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的。 　 目前，意大利已制定了一個(gè)以皮亞齊命名的近地小行星航天探測計(jì)劃，準(zhǔn)備近探433號(hào)愛神星。

　　小行星的衛(wèi)星

　　1978年6月7日，美國天文學(xué)家麥克馬洪在觀測532號(hào)大力神小行星掩恒星時(shí)，發(fā)現(xiàn)它有一顆衛(wèi)星，命名為1978（532）Ｉ，這是天文學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)小行星有衛(wèi)星。532號(hào)小行星和其衛(wèi)星的直徑分別為243公里和45.6公里，彼此相距977公里。半年后天文學(xué)家又從18號(hào)郁神星掩恒星的資料中發(fā)現(xiàn)它也有衛(wèi)星，這對(duì)小天體中心距為460公里，直徑分別為135公里和37公里，倘若這是一顆同步衛(wèi)星，那么在郁神星上看來，這個(gè)“月亮”的角直徑可達(dá)5°24′，視面積幾乎是我們?cè)虑虻?20倍。以后，又在重新處理過去的一些小行星掩星資料時(shí)發(fā)現(xiàn)若干小行星也有衛(wèi)星，其中包括2號(hào)智神星、6號(hào)春神星、9號(hào)海神星、12號(hào)凱神星等，大概有三四十顆。

　　1980年，美國天文學(xué)家利用光斑干涉測量的新技術(shù)證明2號(hào)智神星確實(shí)存在一顆衛(wèi)星，但是，對(duì)于小行星是否有衛(wèi)星的問題一直懸而未決，一些持反對(duì)意見的天文學(xué)家認(rèn)為，人類已經(jīng)發(fā)射了那么多空間探測器，但迄今未發(fā)現(xiàn)一顆小行星的衛(wèi)星，所以小行星有衛(wèi)星的結(jié)論缺乏觀測證據(jù)。另外，小行星衛(wèi)星在天體系統(tǒng)中屬于什么層次，能否與月球或木衛(wèi)等相提并論現(xiàn)在也沒有定論。

　　1989年發(fā)射的木星探測器“伽利略”在1991年10月飛過第951號(hào)小行星加斯帕，圓了天文學(xué)家近探小行星的夢(mèng)想。1993年8月，“伽利略”掠過第243號(hào)小行星艾達(dá)，進(jìn)行了多項(xiàng)觀測記錄。1994年2月，天文學(xué)家分析“伽利略”發(fā)回的資料，發(fā)現(xiàn)艾達(dá)附近有一顆比它小得多得衛(wèi)星，并在英國學(xué)術(shù)周刊《自然》上發(fā)表了艾達(dá)與衛(wèi)星的合影、衛(wèi)星的放大圖象。此后，“伽利略”又發(fā)回更新的成象和光譜資料。據(jù)此，天文學(xué)家估計(jì)艾達(dá)衛(wèi)星的直徑為1.5公里，發(fā)現(xiàn)時(shí)距小行星僅100公里，天文學(xué)家認(rèn)為，這是確切發(fā)現(xiàn)小行星有衛(wèi)星的第一例。

　　小行星的軌道分布

　　小行星的公轉(zhuǎn)軌道都是橢圓形的，大約有95％的小行星軌道半長徑在2.17～3.64天文單位之間，這一空間區(qū)域稱為小行星的主環(huán)帶，位于主環(huán)帶里的小行星稱為“主帶小行星”。

　　一小部分小行星離群索居，形成幾個(gè)特殊的群體。軌道半徑大于3.3天文單位的稱為遠(yuǎn)距小行星，其中最著名的是脫羅央群，它們的軌道半徑和木星的一樣大。從太陽望去，有一些位于木星之前60°，有一些位于木星之后60°，前者叫“希臘群”，后者叫“純脫羅央群”。

　　另一個(gè)特殊群體是近距小行星，它們的軌道近日點(diǎn)深入到內(nèi)太陽系，有的甚至跑進(jìn)地球軌道以內(nèi)，稱為近地小行星。按照軌道近日點(diǎn)的距離和半長徑的數(shù)值特征，近地小行星又被劃分成阿莫爾型、阿波羅型和阿登型。

　　阿莫爾型小行星的軌道特征是近日距都在火星軌道之內(nèi)——1.02～1.3天文單位，半長徑1.39～4.23天文單位，偏心率0.062～0.574，傾角2.2°～52.1°，小行星直徑為0.3～38.5公里，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)這類小行星有70多顆。 阿波羅小行星的軌道特征是近日距小于1.017天文單位，而半長徑大于1天文單位，因有一段軌道與地球軌道非�？拷�甚至相交，而引起天文學(xué)家的特別關(guān)注，這類小行星已發(fā)現(xiàn)了100多顆。阿登型小行星的軌道半長徑都小于1天文單位，近日距也小于1天文單位，遠(yuǎn)日距略大于1天文單位，這種小行星為數(shù)不多，目前僅發(fā)現(xiàn)10顆左右，因它們的軌道與地球近似，周期也相差不多，所以比阿波羅型小行星更受到重視。

　　一些近地小行星在大行星的攝動(dòng)下，軌道會(huì)和地球軌道相交，從而有可能與地球相撞。在過去的幾十億年中，這種事件可能確實(shí)發(fā)生過。通過空間遙感技術(shù)，在地球上已發(fā)現(xiàn)了100多個(gè)隕石坑，其中91處推測是小行星撞擊造成的。據(jù)科學(xué)家考證，1976年吉林隕石雨的母體就是接近火星軌道的阿波羅型小行星的一個(gè)碎塊。最近美國科學(xué)家提出，導(dǎo)致6500萬年前恐龍滅絕的也是一顆隕落的阿波羅型小行星。

　　雖然小行星撞擊地球造成的危害很大，但是這種幾率是微乎其微的。研究表明，直徑10公里大小的小行星平均１億年左右才會(huì)與地球相撞一次，地球每百萬年受到三次較小的小行星的撞擊，但其中只有一次發(fā)生在陸地上。為了預(yù)防這種不測事件，一些國家正在考慮發(fā)射專門監(jiān)測近地小行星的人造地球衛(wèi)星，及早發(fā)現(xiàn)并排除它們。